París, anys trenta. Hugo és un nen orfe que viu a l’estació de tren i que intenta reparar un autòmat que va heretar del seu pare. Un dia coneix una nena que l’ajuda a resoldre el seu misteri.
Una declaració d'amor apassionada al cinema que recupera la màgia i la inventiva dels orígens del cinema i mitjançant la qual Scorsese ens narra la història de Georges Méliès, figura clau en la història del setè art.
És l'adaptació del llibre juvenil La invenció de l’Hugo Cabret, de Brian Selznick.